從“計算機思維會議”看高職計算機課程改革

摘 要：隨著計算機的易用性和普及性，如何培養高素質及具有計算思維能力的大學生，是擺在當前教育者們面前的一個重要課題。本文從計算機思維的相關知識出發，結合專家觀點及自身思索探討培養大學生計算機思維能力發展的必要性和緊迫性，并提出高職院校應根據學生特點實施適合該院學情的改革方案，以促進高職學生的計算機思維能力發展。

關鍵詞：計算機思維；高職；課程改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 18-0126-01

為全面提升高校計算機課程教學水平，促進教學改革，培養一支高水平的計算機專業教師隊伍，筆者有幸參加了2014年湖南省‘計算思維’導向的大學計算機課程教學高級研修班。通過五天的專家講座及自由討論學習，筆者深深感受到了計算機課程又將進入到一個急需改革的關鍵階段，據教指委教學改革的導向，計算機課程將實施以計算思維為切入點的教學改革。下面筆者談談對計算機基礎課進行思維改革的一些感受和思索。

一、計算機思維概念、基本要素及思維能力培養的提出

美國卡耐基·梅隆大學計算機系主任周以真教授定義計算機思維（computational thinking）：計算機思維是運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類行為的涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。[1]計算思維的本質是抽象和自動化。它的基本要素是：（1）計算思維是通過約簡、嵌入、轉化和仿真等手段，把一個困難的問題闡釋成如何求解該問題的思維方法。（2）計算思維是一種遞歸思維，是一種并行處理思維，是一種既能把代碼譯成數據又能把數據譯成代碼（注：編解碼）的思維，是一種多維分析推廣的類型檢查方法。（3）計算思維是一種采用抽象和分解的方法來控制龐雜任務或進行巨復雜系統的設計的思維，是基于關注點分離的方法（SOC方法）。計算思維強調的是一種根本的技能而不是刻板的去編程，機械的去重復。[2]。計算思維是人類探究問題的一種途徑，人類通過計算思維將復雜問題轉化為計算機可以計算和推導的問題，同時計算機實現了人工短期不能完成的強大計算能力，我們可以利用這些力量去完成各種需要大量計算的問題，進而達到解決問題的目的。因此，當前所有人除了必須具備“讀、寫、算”（簡稱3R）能力，大學生還需要具備一定的計算思維能力以便于他們更好的去發現和解決問題。

二、感受專家的迫切改革之心，理解計算機思維改革方向

計算思維能力的培養主要在計算機類課程學習中實現。五天內的專家講座，從同濟大學的龔沛曾教授到哈工大的戰德臣教授再到湖南大學的李仁發教授，他們全都談到了目前計算機課程改革的迫切性。作為走在計算機課程教學前線的老教授們，他們在當前針對計算機的易用性和計算技術巨大進步，使得很多人質疑大學計算機基礎教育的必要性時都表達出了極大的擔憂。目前，很多學校都面臨著計算機基礎課教學學時被壓縮，學校內教學資源配置不充分，課程面臨被裁減的危機。專家們指出這樣的問題出現，原因并不是代表計算機基礎課學生們不需要了。江蘇大學黃昌琴老師的調研論文《我國大學生信息利用能力調查研究調查-以江蘇大學為例》，調查資料中顯示學生對于獲取到的信息，從所獲得的信息中形成自己的新觀點，并應用到工作和學習中去的有54%有時能做到，幾乎做不到的占了15%，很多學生能夠對獲取到的信息進行分析概括卻沒有經常性地形成新觀點應用到工作學習中。[3]同時參考其他問卷調查或網絡在線投票等調研報告，數據也顯示大部分的學生在電腦上只會使用一些基本的功能，比如上網、游戲、發郵件等，而對于一些稍微復雜的軟件則基本上是不會使用，同時自學計算機能力較差。[4]因此，從目前計算機的廣泛普及性及從提升學生能力方面出發，把計算機基礎課程取消或壓縮是一件得不償失的事情，但針對調研出現的一些問題，比如自學能力差、思考應用能力差等問題則警示我們非常有必要對當前計算機基礎課程進行一個全新的改革。于此同時教育部高等學校計算機基礎課程教指委于2010年明確提出計算機基礎課程應成為大學通識類課程，與大學通識類課程地位相適應，并且應大力推動“以計算思維為導向”的計算機基礎課程的教改，這又為我們的計算機基礎課程改革指明了方向。

以計算思維為導向的課程改革，目的是提升學生對課程的認知能力和興趣，進而提高他們的計算機素質與能力，最終達到能夠全面進行思維和創新的能力。我們的教育是培養有獨立思維和創新能力的教育，而不是只會跟著老師走，不會自己思考的教育。教育是“授人以漁”，從專家們的講座中，筆者深深感受到了他們對計算機課程的殷殷改革之心。

三、針對學院情況，進行以思維為導向的計算機基礎教育改革

（一）根據高職學生特點，選取適合的課程改革模式。五天的專家講座，專家們更多的是針對一本、二本、三本甚至是重點大學的一些計算機課程改革。而作為高職院校的我們，其以計算機思維為導向的計算機基礎教育改革不能完全套用他們的模式，我們必須根據自己學校的學生學情，慢慢地摸索適合自己學院的改革方法。查閱2013計算機思維會議白皮書，各大高校專家提出了計算機基礎課程改革三種主要模式。

模式一：方法推動式，課程內容基本不變，改進教學方法。計算機基礎課程隨著軟件的更新，學習內容也應跟著時代進行實時變化，僅僅改進教學方法，而內容不能與時俱進，學生在走上工作崗位后還得進行二次學習，不能馬上學以致用。

模式二：內容重組式，內容小范圍調整，突出重點、適當增刪。根據高職院校學生專業的不同在內容上突出重點并適當增刪，這一種改革模式得到了很多院校的響應。這也是順應市場需要，比如會計專業在EXCEL方面就需要多學習以方便其管理數據，提高學生管理數據的水平。但這種改革力度不大，在思維能力培養方面并未加強。

模式三：全面更新式，內容提升，同時方法也大幅度更新。比起技能和能力培養，思維培養更為困難。這種模式對院校老師的要求頗高，在內容和教學方法上都必須進行更新，但它更符合當前的計算機課程改革需求。以思維為導向的計算機基礎教育改革，是讓學生們從一入校門就開始接觸跟計算思維有關的培養模式，潛移默化的培養他們對復雜事物進行抽樣、分解的能力，并能夠將復雜問題歸納推導至他們熟悉的簡單問題上去。因此，在教學內容上更新，學生能夠學到實用的技能并能馬上進行應用；在教學方法上創新，引導學生進行思考，并且能夠應用計算機來解決一些看起來計算機不可能解決的問題。

（二）夯實學生基礎操作能力，分層次進行思維能力學習提高。目前，各大院校計算機思維能力培養和課程改革走在前沿且有代表性的是同濟大學的龔沛曾教授提出和實施的本科院校計算機基礎課程改革。具體做法是將計算機基礎課程進行三分：分別是藝術類學生側重學辦公軟件，文科類學習VB，理工科則進行C等其他高級語言的學習。主要區別是后兩者增加程序設計算法要求，前者增加辦公軟件高級應用。[5]但這些對于基礎較差的高職院校學生不完全適用，而且高職院校基本上是文理不分，且文化成績甚至低于本科院校中的藝術類學生。目前，高職院校的計算機基礎課以辦公軟件為主，針對部分學生，考慮在修計算機基礎課的同時也可選修相關課程進行思維能力和創新培養。作為高職院校的我們，筆者認為其改革方向是加強基礎、注重實踐，從實踐和應用中進行思維與創新能力培養。同時根據學生特點進行分層次、分科目的計算機類課程學習以進一步提高學生的計算機思維能力。我院的計算機基礎課以大一新生為主，在考取了相應的計算機等級證之后，學院可針對性的開展一些C語言或程序設計之類的選修課，課程的目的旨在培養學生的思維，開啟學生對計算機的思考。當前，學院已經有針對性的開展了相關課程的選修，并且按照學生學習情況進行分層次教學。進一步的工作是相關任課老師則需要先進行以思維為導向的計算機思維類課程基礎的教育學習和教學方法探索，為提高學生的計算機思維能力探究更適合的教學模式。培養懂得思維和會思索并對事情和事物進行更多思考的新世紀大學生，是我們教育的最終目的。

四、結束語

課程改革任重道遠，特別是目前計算機深入到千家萬戶的時代，如何教育學生掌握計算機以及了解計算機，進而使學生能夠通過課程對應用計算機解決實際問題自主進行思考和探索，培養他們的思維能力與應用能力，是我們當前以思維為導向的計算機基礎教育改革的目標和方向，我們將朝著這個方向繼續努力。

參考文獻：

[1]周以真.計算思維[J].中國計算機學會通訊，2007（11）.

[2]李改娟，潘艾文.淺談計算機教學中如何培養計算思維[J].科技信息，2013.

[3]黃昌琴，高翔，黃巍.我國大學生信息利用能力調查研究——以江蘇大學為例[J].現代閱讀，2013.

[4]王春玲，陳志泊.新生計算機能力調查與分析[J].一線調查，2008.

[5]龔沛曾，楊志強.大學計算機基礎教學中的計算思維培養[J].中國大學教學，2012.